漏れのある抽象化の法則

「漏れのある抽象化の法則」を確立したテキストは2002年に書かれました。なぜ私はそれをほぼ20年後に翻訳するのですか？それはまだその関連性を失っていないので、読む価値があります。 TCPはこれ以上の代替手段を受け取っておらず、漏洩抽象化の法則は開発者の生活に定着しただけであり、公理になる危険性があります。本文に示されているすべての時間枠を再計算したわけではないので、「タイムシフト」を考慮に入れてください。



それは私たちが毎日頼っているインターネットのエンジニアリングの魔法の重要な要素です。この魔法は、インターネットの基本的な構成要素の1つであるTCPプロトコルにあります。



TCPの使用は、データを確実に転送する方法です。明確にするために、ネットワークを介してメッセージを送信するときにTCPを使用すると、メッセージが元の形式で確実に到着します。



このプロトコルは、Webページの読み込みや電子メールの送信など、さまざまなタスクに使用されます。電子メールが送信されたときに到着するのは、TCPの信頼性のためです。無駄なスパムだとしても。



比較すると、別の信頼できないものがあります、IPと呼ばれるデータ転送プロトコル。データが配信されることを保証する人は誰もいません。 IPを使用して一連のメッセージを送信する場合、メッセージの半分が配信されず、残りの半分がランダムな順序で送信されても​​驚かないでください。さらに、一部のメッセージが小猿の画像に変わる可能性があります。または、メッセージが読み取り不能なゴミになる可能性があります。



ここで本当の魔法が起こります。TCPはIPベースです。つまり、信頼性の低いツールのみを使用してデータを確実に配信するには、TCPが必要です。 これが魔法である理由を明確にするために、現実的な、多少ばかげているとはいえ、人生のシナリオを考えてみましょう。







ブロードウェイからハリウッドに俳優を派遣する事業を行っていると想像してみてください。私たちの責任には、全国に俳優を輸送することが含まれます。一部の車がクラッシュし、俳優が死亡します。俳優は途中で酔ってヘアカットをしたり、鼻に入れ墨をしたりするかもしれません。そのため、彼はハリウッドで受け入れられなくなります。そして最も重要なことは、厳密に定義された順序でアクターを送信します。各アクターは独自のルートで移動するため、ランダムな順序で送信されます。



ここで、次のことを保証するHollywoodExpressサービスを想像してみてください。 （b）正しい順序で; （c）完全な状態。奇跡は、Hollywood Expressには、信頼できないことを除いて、俳優を転送する他の方法がないということです-車で。ハリウッドエクスプレスは来るすべての俳優をチェックし、彼の状態が不十分な場合、サービスは俳優の故郷に電話し、同じ双子を送るように頼みます。アクターがランダムな順序で到着した場合、HollywoodExpressは元の順序を復元します。エリア51に向かう途中の大型エイリアン船が墜落してネバダの高速道路を麻痺させたとしても、俳優はルートを変更してアリゾナを通過するだけで、ハリウッドエクスプレスはカリフォルニアの生産者に事件について知らせません。プロデューサーにとって、すべてがこのようになりますまるで俳優がいつもより少し長く運転し、UFOのクラッシュがなかったかのように。



TCPはほとんど同じように機能します。これは、コンピューターサイエンスの専門家が抽象化と呼んでいるものです。これは、内部で行われているはるかに複雑なものの単純化です。プログラミングのほとんどは、抽象化の構築に関するものです。文字列ライブラリとは何ですか？これは、文字列の操作を数字の操作と同じくらい簡単で便利にする方法です。ファイルシステムとは何ですか？これは、ハードドライブを、特定の場所にビットを格納する回転する磁気プラッタのセットとしてではなく、データを含むファイルを含むディレクトリの階層構造として考える方法です。



しかし、TCPに戻ります。 TCPがどのように機能するかを理解しやすくするために、少し装飾を施しました。そして、私はそのような単純化がいくらかを白熱させることができることを理解しています。 TCPはメッセージ配信を保証すると言いました。そうではありません。ペットがコンピュータのネットワークケーブルをかじると、IPパケットはそのケーブルに到達しなくなります。 TCPの努力に関係なく、メッセージは配信されません。社内のシステム管理者に失礼で、過負荷のハブに接続して罰することにした場合、IPパケットの一部のみが到達します。この場合、TCPは機能しますが、非常に遅くなります。



これは私がリークのある抽象化と呼んでいるものです。..。TCPは、信頼できないネットワークから私たちを抽象化しようとしますが、ネットワークが抽象化を「流れる」ことがあり、抽象化によって救えないものに出くわすことがあります。これは、私がリーク抽象の法則と呼んでいるものの一例にすぎません。

自明でない抽象化はやや漏れがあります。

抽象化は崩壊します。時には少し、時にはたくさん。これは穴、漏れと呼ばれます。計画通りに進まない。これは、抽象化が使用されるすべての場所で発生します。ここではいくつかの例を示します。

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• SQL , . , , , . SQL- , . , «where a=b and b=c and a=c» , «where a=b and b=c» . , , . , . , , .
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漏れのある抽象化の法則から、抽象化は私たちの生活を私たちが望むほど単純化しないということになります。私がC ++を教えるとき、char *データタイプとポインタ演算について話すのは避けたいと思います。すぐにSTLについて話すのは素晴らしいことですが、ある日、学生は「foo」+「bar」と書いて怖くなるので、char *について話さなければなりません。または、いつかOUTLPTSTR引数を使用してWindowsAPI関数を呼び出そうとしますが、char *、pointers、unicode、wchar_t、TCHAR、および抽象化によってリークするすべてについて学習する必要があります。



COM（Component Object Model-約Transl。）を使用してプログラミングする場合、VisualStudioヘルパーとコード生成のすべての魔法をすぐに学ぶことができれば便利です。しかし、少なくとも何かがうまくいかない場合、プログラマーは何が起こったのか、どこでエラーを探すのか、そしてそれをどのように修正するのかについて少しも理解していません。そして、私はIUnknown、CLSID、ProgIDSについて話さなければなりません...ああ、人類！



ASP.NETを教えるときは、オブジェクトをダブルクリックして、ユーザーがオブジェクトをクリックしたときにサーバー上で実行されるコードを作成するようにトレーニングすることをお勧めします。本質的には、ASP.NETは、（ハイパーリンクのクリックを処理間の差をなくしA）ボタンのクリックを処理します。しかし、ここに問題があります。HTMLでは、ハイパーリンクをクリックしてフォームを送信することはできず、ASP.NET開発者はこの問題を非表示にする必要がありました。彼らは、onclickハイパーリンクハンドラーで複数行のJavaScriptコードを生成することにより、問題を解決しました。しかし、それでも、これは抽象化の穴です。エンドユーザーに対してJavaScriptが無効になっていると、ASP.NETは正しく機能せず、ASP.NETが何を抽象化しているかを認識しないアプリケーションプログラマーは、何が起こったのかを理解できません。



Leaky Abstractionsの法則によれば、誰かが私たちの効率を劇的に改善する素晴らしい新しいコード生成を思いついたとき、「最初に自分でそれを行う方法を学び、次にこのツールを使用して時間を節約する」と聞くでしょう。コード生成ツールは、何らかの方法で抽象化を使用しますが、もちろん、それは穴でいっぱいです。そして、すべての穴に対処する唯一の方法は、抽象化がどのように適用され、それらが正確に何を隠しているかを知ることです。したがって、抽象化によって作業の時間は節約されますが、学習の時間は節約されません。



逆説的ですが、より優れた抽象化を備えた高レベルのツールを発明するたびに、プロのプログラマーになることはますます難しくなります。



Microsoftでの最初のインターンシップ中に、Macintoshで文字列を操作するためのライブラリを開発しました。典型的なジョブの例を次に示します。newlineの終わりへのポインタを返すバージョンのstrcatを記述します。ほんの数行のCコード。私がしたことはすべて、Cプログラミング言語に関する1冊の薄い本であるK＆Rから直接出たものでした。



その後、CityDesk（2016年に閉鎖された会社-約Transl 。）に就職しました。ここで、Visual Basic、COM、ATL、C ++、InnoSetup、Internet Explorerの内部、正規表現、DOM、HTML、CSS、およびXMLについて知る必要があります。これらはすべてK＆Rのものと比較して高レベルの楽器ですが、それでもすべてのK＆Rのものを知る必要があります。



10年前は、新しいプログラミングパラダイムによって、今では開発が容易になると想像できました。実際、数十年にわたって作成した抽象化により、GUI開発やネットワーキングの場合のように、10〜15年前には屈服しなかった新しいレベルの複雑さに簡単に対応できます。そして今では、オブジェクト指向のフォーム対応言語など、非常に迅速に作業を行うことができる優れたツールがたくさんあります。ある日まで、抽象化が「漏れる」という問題に直面し、解決するのに2週間かかります。 VBコードのみを実行するためにVisualBasicプログラマーを雇う必要がある場合、これは最善のアイデアではありません。そのようなプログラマーは、VisualBasicの抽象化の穴に出くわすたびに立ち往生するからです。



漏れのある抽象化の法則は私たちを底に引き寄せています。